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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 + cfEyiub  
    #GE]]7:Na  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 -2M~KlYl  
    (?fU l$q\  
    建立系统 |oi+|r  
    wqb4w7%  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 `m7<_#Y  
    %.Ma_4o Z  
    rD].=.?1  
    zj1~[$  (  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 2'DCB{Jv  
             H648[H[k  
         H<(F$7Q!\  
                   |9#q7kM  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ;xZ+1 zmL0  
    eV[{c %wN:  
    mn7I# ~  
     g2vm]j  
    3iCe5VF  
    .a.H aBBV  
    u?=mh`  
    5/=$p:E>  
    ?zW'Hi  
        
    @d WA1tM  
    分析 OS(`H5D  
    |_;kQ(,  
    这个系统的点扩散函数: ,:?ibE=  
      •    Log (Normal PSF) <= 4$.2ym  
    •    λ = 0.55 mm \p4*Q}t  
    •    0.32 waves 3rd order spherical T lXS}5^  
    •    EPD = 10 mm kTL{Q0q  
    •    f/# = 9.68 s41%A2Enh  
    点扩散函数如下图: 8<VDp Y  
    D!`[fjs6A  
    LJeq{Z  
           +^AdD8U  
    56Wh<i3  
    系统的点扩散函数是: $H<_P'h-B  
    •     Log (Normal PSF) 3r~8:F"g  
    •     λ = 0.55 mm XJ7B?Z g  
    •     1 wave 3rd order spherical o,i_py  
    •     EPD = 13.31 mm LphCx6f,X  
    •     f/# = 7.27 mS%4  
    点扩散函数如下图: $ .tT  
    `{#""I^_  
    7J9<B5U  
    4rhHvp  
    演算 eEqcAUn  
    8$uq60JK  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: #?Ix6 {R  
               Sstz_t  
    5YrzOqg=  
    YMo8C(  
    在这个等式中变量定义如下: 'l<#;{  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) UR^r>  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) K-'uE)  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx OIFjc0  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); IfH/~EtX  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) o"qxR'V  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 13@e mb  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ~JRq :  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 \6AM?}v  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ]HWeVhG  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) q>+!Ete1p  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Q0-gU+ig  
    •     F == focal length(焦距 "7-}#_!g  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径)  3B]E2  
    xsU%?"r  
    比较 oHfr glGX  
    |a) zuC  
    在下图中: 3Z~_6P^ +N  
    透镜EPD=10mm uju'Bs7   
    截止频率=184lp/mm C6gp}%  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Y{~`g(~9_A  
         j0LZ )V  
    }x#e.}hf&  
    在下面的图表中: O=LW[h!  
    透镜EPD=13.31 mm bp" @ p:  
    截止频率=250 lp/mm hKg +A  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Js:U1q  
         Y9-F\t=~  
    s-IM  
    =i}lh}(  
    杂散光对评价函数的影响
    iW2\;}y  
    ?x 0gI   
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 "Uf1;;b  
    }Z\S__\9  
    TC2%n\GH*  
    e?7NW  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: [zq2h3r  
    g[O  
    SXe1Q8;  
     
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